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谷物脂肪酸值的库仑滴定法测定

时间:2016-09-05来源: 作者: 点击: 348次

 

陈云良1,赵应娥2

1.曲靖市粮油产品质量监督检验站 6550002.文山州粮油产品质量监督检验站663000

 

摘要:按《粮油储存品质判定规则》规定的样品处理方法,用库仑滴定法返滴定谷物样品脂肪酸值,将弱的酸碱滴定转换为强的酸碱滴定,扩大了终点电位突跃范围,由锑指示电极、钨参比电极对检测电位变化及滴定终点。对比分析研究了糙米和玉米脂肪酸值的电位滴定法和库仑滴定法,结果表明,库仑滴定法测量精密度高于电位滴定法的精密度,两方法检测结果均值差最大为0.68 mgKOH/100g ,两组检测结果均满足差值不超过2mg/100g之重复性要。

关键词:脂肪酸值库仑滴定锑指示电极钨参比电极返滴定

 

粮食在储藏过程中受到温度、水分和酶的影响,其脂类物质易发生水解和氧化反应。水解造成粮食游离脂肪酸含量的增加,会对粮食的种用品质和食用品质产生不良影响。粮食发生霉变时,霉菌产生的脂解酶可促使粮食水解。由于脂肪酸值与储粮品质有很好的相关性,因此将脂肪酸值作为现阶段粮食储存品质判定的一项重要指标[1]。长期以来,脂肪酸值测定都是采用手工滴定,肉眼观测终点的方式进行,由于方法的局限性,被滴定溶液浑浊及有谷物色素干扰,使得终点颜色变化不明显,不易观察,加之检测人员对颜色变化感知的个体差异,给脂肪酸值检测带来了较大的误差[2]。主要表现为:同一样品同一人多次测定或不同人分别测定结果差异相当大,直接影响到粮食品质的准确判断,影响国家、企业及用粮单位的利益。所以对脂肪酸值测定方法进行改进,并将测定仪器化,尽量减少人为误差,提高检测结果的精密度和准确度就显得非常必要了[3]。由于脂肪酸酸性极弱,化学终点电位突跃很小,故采用返滴定法,先在样液体系中加入一定量的过量的强碱溶液,再用库仑滴定法测定过量的碱量,达到间接测定谷物脂肪酸值的目的。由于所需滴定剂是通过电解在样液体系内部定量产生,内部电生滴定剂的量正比于电流与电解时间的乘积,且电流和时间的测量简单、方便、准确[4]。本文采用库仑滴定法和自动电位滴定仪测定了稻谷和玉米样品的脂肪酸值,两法测定数据一致性好。但本法更有优势:仪器简单,价格便宜,易自组装实现;不需要配制、储存和标定标准溶液。

1 试验部分

1.1方法原理

在样液体系中加入一定量过量的NaOH溶液,与脂肪酸反应完全,再由恒定电流I通过铂工作电极和辅助电极在滴定体系内部电解产生H+,与过量的NaOH反应完全。锑指示电极与钨参比电极指示滴定过程中电势的变化曲线,在化学等当点时有一电位突跃,由滴定电势曲线的一阶导数的最大值确定终点。记录终点时刻电解时间T。电解过程产生的H+的量与电解电流和电解时间的乘积成正比。根据法拉第电解定律计算出滴定体系中NaOH的量。同样方法条件测滴定体系的空白终点电解时间Tk。由下式计算脂肪酸值: QUOTE

I:电解电流,单位为毫安(mA;Tk:空白终点时间,单位为秒(s)T:样品终点时间,单位为秒(s)w:样品水分(%

1.2仪器与试剂

自动滴定仪:梅特勒T5;自动滴定仪库仑分析单元:雷磁ZDJ-5;电动振荡器:往复式,振荡频率100/分钟;粉碎机:锤式旋风磨,上海嘉定粮油检测仪器厂;天平:感量为0.01g;无水乙醇;1%酚酞乙醇溶液;0.01mol/L KOH乙醇标准溶液;1mol/L KCl 溶液。

1.3 实验样品

稻谷、玉米采自本地区不同粮食仓库。

1.4 实验方法

称取按要求制备好的谷物试样10g,精确到0.01g,于250mL具塞磨三角瓶中,用移液管加入50.0mL无水乙醇,置往复式振荡器上振荡10min,振荡频率100/min,静置12min,在玻璃漏斗中放入折叠式滤纸过滤。弃去最初几滴滤液,收集滤液25mL以上[5]。用移液管移取25.0mL滤液于库仑分析仪样品杯中,准确加入1.0mL 0.1mol/L NaOH溶液与样液完全反应(NaOH过量),加50mL 1mol/L KCl溶液。铂片工作电极接恒电流源正极,在体系中电解产生H+NaOH反应,辅助铂丝电极套管内填充3mol/L H2SO4接恒电流源负极。电解电流设定为50mA。钨参比电极套管内填充饱和K2SO4溶液与锑电极构成电位指示电极对,检测滴定终点。记录滴定终点电解时间T。用同样方法条件测滴定体系的空白终点电解时间Tk

2结果与讨论

2.1谷物脂肪酸值测试结果

库仑滴定法和电位滴定发分别对对一份玉米和一份稻谷的脂肪酸值进行了10次的重复测量。终点判定界面如图1、图2;数据见表1、表2

dwdd187.jpg

1,库仑终点界面图2,库仑终点界面

1 库仑滴定法测定数据表

测定次数

玉米样终点时间T()

稻谷样终点时间T()

1

187

194

2

187

194

3

187

194

4

187

194

5

187

194

6

187

194

7

187

194

8

187

194

9

187

194

10

187

194

脂肪酸值mgKOH/100g 干基)

27.69

22.77

注:Tk=228秒;玉米水分13.9%;稻谷水分13.2%

2 电位法测定数据表

测定次数

玉米样终点体积VmL

稻谷样终点体积V(mL)

1

2.415

2.000

2

2.411

2.012

3

2.409

2.013

4

2.369

2.000

5

2.405

2.056

6

2.372

2.032

7

2.402

2.021

8

2.410

2.043

9

2.410

2.035

10

2.366

2.018

极差

0.049

0.056

平均值

2.397

2.023

标准偏差

0.020

0.018

相对标准偏差

0.823

0.906

平均脂肪酸值mgKOH/100g 干基)

28.37

23.31

注:标液浓度c=0.01mol/L;空白V00.22mL;玉米水分13.9%;稻谷水分13.2%

2.2谷物脂肪酸值测试数据分析

库仑返滴定法检测数据非常一致,精密度远高于电位滴定法。原因在于库仑法返滴定脂肪酸是通过电解在滴定体系内部产生H+来与过量的强碱反应,终点突跃大,并且产生的H+的量只与电解电流和时间有关,计量精度极高。脂肪酸的酸性极弱,电位滴定法突跃小、终点体积误差受滴定管精度、温度、终点判定误差等影响,碱滴定液浓度受空气中二氧化碳、温度、存放时间等影响。致使检测结果精密度低于库仑法。两方法检测结果均值差最大为0.68 mgKOH/100g ,满足差值不超过2mg/100g之重复性要。

3结论

库仑返滴定法检测谷物脂肪酸值,检测结果精密度、准确度高,设备价格远低于自动电位滴定仪,铂电解电极、锑指示电极、钨参比电极的使用寿命长,不需要标定和储存碱标准溶液,操作简单方便,易于推广运用。

 

参考文献

1 严梅荣.比色法测定粮食脂肪酸值的研究[J].粮食储藏,2007(3): 43~45

2 张虎,张国治,鲍杰等.稻谷脂肪酸值测定方法的研讨[J].农业机械,2013(10):5559

3 何学超,郭道林,肖学彬.脂肪酸值仪法测定稻米脂肪酸值研究[J].粮食储藏,2006(6):31 37

4 严辉宇.库仑分析[M].北京:新时代出版社,1985:133158

8中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员.GB/T 20569-2006 稻谷储存品质判定规则[S].北京:中国标准出版社,2006

 

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